RU2693423C1 - Aerodynamic railway car - Google Patents

Aerodynamic railway car Download PDF

Info

Publication number
RU2693423C1
RU2693423C1 RU2018120413A RU2018120413A RU2693423C1 RU 2693423 C1 RU2693423 C1 RU 2693423C1 RU 2018120413 A RU2018120413 A RU 2018120413A RU 2018120413 A RU2018120413 A RU 2018120413A RU 2693423 C1 RU2693423 C1 RU 2693423C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
railway
car
wheels
aerodynamic
cars
Prior art date
Application number
RU2018120413A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Поликарпович Лялин
Original Assignee
Александр Поликарпович Лялин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Поликарпович Лялин filed Critical Александр Поликарпович Лялин
Priority to RU2018120413A priority Critical patent/RU2693423C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2693423C1 publication Critical patent/RU2693423C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61BRAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B15/00Combinations of railway systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61DBODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D1/00Carriages for ordinary railway passenger traffic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F3/00Types of bogies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: transportation.SUBSTANCE: invention relates to railway transport, particularly, to high-speed passenger trains. Aerodynamic railway car includes closed body (1) installed on rail car, and two aerodynamic elements (6) with horizontal and vertical arrangement in the form of aircraft wing, providing possibility of movement of car with support only on one rail. Wheels (3) on one side of railway cars are double-boarded, and wheels (4) on the other side of railway car are made with rubber tires. Car at end railway station is, resting wheels (3) is not rails, and wheels (4) on concrete path. Cars can be combined into a train.EFFECT: invention increases carrying capacity of single-track railways already existing or still under construction.4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к высокоскоростным пассажирским поездам и позволяет повысить пропускную способность уже существующих или еще только строящихся, одно путевых железных дорог (далее Ж/Д).The invention relates to railway transport, namely to high-speed passenger trains and allows you to increase the capacity of existing or still under construction, one-track railways (hereinafter F / D).

Традиционные Ж/Д для повышения пропускной способности, путем обеспечения возможности одновременного прохождения по ним поездов встречного направления движения, предусматривают прокладку поверх общей насыпи двух путей на некотором удалении одного от другого. При этом, каждый путь включает в себя два ряда рельсов уложенных на общие шпалы. Известны также поезда использующие однорельсовые Ж/Д (см. монорельсовые дороги - Политехнический словарь, издательство «Советская энциклопедия», Москва, 1976 г., стр. 299), но они не могут быть использованы на обычных ж/д с колеей 1520 мм и поэтому используют для передвижения специальные (монорельсовые) Ж/Д, как правило эстакадного типа.Traditional railways, in order to increase the capacity, by ensuring that trains of the opposite direction of movement can simultaneously pass through them, provide for laying two routes over a common embankment at some distance from one another. In this case, each path includes two rows of rails laid on common sleepers. There are also trains that use monorail Railways (see monorails - Polytechnic Dictionary, Soviet Encyclopedia Publishing, Moscow, 1976, p. 299), but they cannot be used on conventional railways with a gauge of 1520 mm and therefore, special (monorail) Railway, as a rule, an overpass type, are used for movement.

Целью изобретения является повышение пропускной способности обычных, одно путевых Ж/Д, путем использования их для встречного передвижения по ним Ж/Д транспортных средств, преимущественно пассажирских высокоскоростных поездов.The aim of the invention is to increase the capacity of conventional, one-way railway, by using them for oncoming movement of railway vehicles, mainly passenger high-speed trains.

Указанная цель достигается тем, что в Ж/Д вагоне, содержащем кузов с устройствами для сцепки с другими вагонами или локомотивом на обоих торцах и установленным на две Ж/Д тележки, по изобретению, на крыше кузова установлены, с шарнирным сочленением, два аэродинамических элемента в виде самолетного крыла и один из которых располагается горизонтально, а другой вертикально. Кроме того, в Ж/Д тележках с одной их стороны установлены двухребордные колеса со стальными бандажами, а с другой стороны установлены колеса с резиновыми шинами. При этом, оба аэродинамических элемента имеют возможность укладываться продольно на крышу кузова, а также имеют возможность изменять поперечный крутящий момент передаваемый ими на кузов в процессе движения. Также, в вагоне может быть установлен двc - электрогенератор, а колеса Ж/Д тележек могут быть оснащены электроприводом.This goal is achieved by the fact that in the railway car containing a body with devices for coupling with other cars or locomotive at both ends and installed on two railway carts according to the invention, two aerodynamic elements are installed on the body roof in the form of an airplane wing and one of which is located horizontally and the other vertically. In addition, two-sided wheels with steel tires are installed on one side of the railway trolleys, and wheels with rubber tires are installed on the other side. In this case, both aerodynamic elements have the ability to fit longitudinally on the roof of the body, and also have the ability to change the transverse torque transmitted by them to the body during movement. Also, in the car can be installed dvc - electric generator, and the wheels of the railway carts can be equipped with electric drive.

На фиг. 1 показан вагон на межстанционном участке Ж/Д пути. На фиг. 2 – то же, на станционном участке Ж/Д пути. На фиг. 3 показана схема приложения к вагону поперечных вращательных моментов, при движении с опорой на один рельс.FIG. 1 shows a car at the inter-station section of the railway track. FIG. 2 - the same, on the station section of the railway track. FIG. 3 shows a diagram of the application to the car of transverse rotational moments, when driving based on one rail.

Вагон включает в себя закрытый кузов 1, установленный на две Ж/Д тележки содержащие раму 2 с двумя парами колес 3 и 4 попарно соединенными осями 5. На крыше кузова 1 установлены два аэродинамических элемента 6, присоединенных к кузову 1 шарнирными механизмами 7 (в передней части вагона). Колеса 3, с одной стороны Ж/Д тележек, выполнены двухребордными со стальными бандажами, а колеса 4, с другой стороны ж/д тележек, выполнены с резиновыми шинами. В кузове 1 может быть установлен ДВС - электрогенератор (не показан), а колеса 3 и 4 могут быть снабжены электроприводом 8. В шарнирных механизмах 7 имеются устройства позволяющие изменять поперечный крутящий момент передаваемый аэродинамическими элементами 6 на кузов 1 в процессе движения (не показан). Подшипниковые буксы 9 располагаются снаружи колес 3 и 4 и взаимодействуют с кузовом 1 посредством гидропневматической подвески 10 (вариант). Все колеса, оснащаются тормозными механизмами (не показаны), а электропривод 8 может работать в режиме электрогенератора (экономичный режим торможения). Ж/Д путь на межстанционном участке пути включает в себя Ж/Д полотно 11 и уложенные сверху на шпалах 12 рельсы 13. Ж/Д путь на станционном участке пути включает в себя рельсы 13, уложенные на шпалы 12 и бетонные дорожки 14 проложенные по обе стороны Ж/Д пути, на уровне оголовков рельсов 13.The car includes a closed body 1 mounted on two Railway trucks containing frame 2 with two pairs of wheels 3 and 4 connected in pairs by axles 5. On the roof of body 1 there are two aerodynamic elements 6 attached to body 1 by articulated mechanisms 7 (in front parts of the car). Wheels 3, on one side of the railway carriages, are made with double-edge steel tires, and wheels 4, on the other side of the railway carts, are made with rubber tires. The body 1 can be equipped with an internal combustion engine — an electric generator (not shown), and the wheels 3 and 4 can be equipped with an electric drive 8. The articulated mechanisms 7 have devices that allow changing the transverse torque transmitted by the aerodynamic elements 6 to the body 1 during movement (not shown) . The bearing bushings 9 are located outside the wheels 3 and 4 and interact with the body 1 by means of a hydropneumatic suspension 10 (option). All wheels are equipped with brake mechanisms (not shown), and the electric drive 8 can operate in the mode of an electric generator (economical braking mode). The railway track on the inter-station track section includes the Railway canvas 11 and 12 rails laid on top of the sleepers 13. The railway track on the station track includes rail 13 laid on the sleepers 12 and concrete tracks 14 laid along side of the railway track, at the level of the rails' heads 13.

Вагон, включенный в состав поезда или эксплуатируемый автономно, функционирует следующим образом. На конечной Ж/Д станции вагон 1 стоит опираясь колесами 3 на рельсы 13, а колесами 4 на бетонную дорожку 14 (фиг. 2). При этом аэродинамические элементы 6 уложены продольно на крыше кузова 1. После выезда малой скоростью за пределы станции аэродинамические элементы 6 переводятся в рабочее положение (см. фиг. 1) и начинается разгон до крейсерской скорости (300÷350 км/час) при которой поперечные крутящие моменты создаваемые аэродинамическими элементами 6 сравниваются с поперечным крутящим моментом обратной направленности, создаваемым массой вагона и колеса 4 отрываются от бетонной дорожки 14.The car included in the train or operated autonomously, operates as follows. At the final railway station, car 1 is supported by wheels 3 on rails 13, and wheels 4 on concrete track 14 (Fig. 2). When this aerodynamic elements 6 are laid longitudinally on the roof of the body 1. After leaving a low speed outside the station aerodynamic elements 6 are transferred to the working position (see Fig. 1) and acceleration begins to cruise speed (300 ÷ 350 km / h) at which the transverse the torques created by the aerodynamic elements 6 are compared with the transverse torque of the reverse direction created by the mass of the car and the wheels 4 are detached from the concrete track 14.

УСЛОВИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ (см. Фиг.3).CONDITION OF TRANSVERSE STABILITY (see Figure 3).

М0=M1+М2,M0 = M1 + M2,

где M0=P0*L0; M1=P1*L1; M2=P2*L2;where M0 = P0 * L0; M1 = P1 * L1; M2 = P2 * L2;

где Р0 - Статическая сила обусловленная массой вагона (G).where P0 - Static force due to the weight of the car (G).

L0 - Плечо приложения силы Р0 относительно точки опрокидывания (оголовок рельса 12).L0 - Leverage the application of force P0 relative to the tipping point (rail head 12).

Р1 - Динамическая сила создаваемая горизонтальным аэродинамическим элементом 6.P1 - Dynamic force created by a horizontal aerodynamic element 6.

L1 - Плечо приложения силы Р1 относительно точки опрокидывания.L1 - Leverage the application of force P1 relative to the tipping point.

Р2 - Динамическая сила создаваемая вертикальным аэродинамическим элементом 6.P2 - Dynamic force created by the vertical aerodynamic element 6.

L2 - Плечо приложения силы Р2 относительно точки опрокидывания.L2 - Leverage the application of force P2 relative to the tipping point.

Поскольку L1 и L2, при длине аэродинамических элементов 6 ~ равных длине вагона (12÷15 м), многократно превышают L0, то и. силы Р1 и Р2, необходимые для обеспечения поперечной устойчивости вагона, потребуются многократно меньшие Р0.Since L1 and L2, with the length of aerodynamic elements 6 ~ equal to the length of the car (12 ÷ 15 m), are many times higher than L0, then and. the forces P1 and P2, necessary to ensure the lateral stability of the car, will require many times smaller P0.

В целях безопасности, длина бетонной дорожки 14 должна превышать дистанцию необходимую для разгона-торможения вагона. Такой же разгонно-тормозной участок Ж/Д пути (с бетонной дорожкой 14) имеется и с другой стороны станции. Участки Ж/Д пути с бетонными дорожками 14 устраиваются и под виадуками, линиями электропередачами и прочими неустранимыми дорожными препятствиями. Эти участки вагоны проходят с уложенными на крышу кузова 1 аэродинамическими элементами 6. При модернизации уже существующих однополосных скоростных Ж/Д путей потребуется дооборудование их разгонно-тормозными участками оснащенными бетонными дорожками 14. Также, для обеспечения безопасного прохождения встречных вагонов (поездов) по Ж/Д путям со стандартной ширины колеи (1520 мм) потребуется увеличить расстояние между колесами 3 и 4 до 2000÷2500 мм. При этом, на время сближения встречных поездов, они могут дополнительно несколько наклоняться во вне. Перед началом поперечного наклона вагона (плавного) пассажиры оповещаются звуковым или световым сигналом.For safety reasons, the length of the concrete track 14 should exceed the distance required for acceleration-deceleration of the car. The same acceleration-brake section of the railway track (with concrete track 14) is also available on the other side of the station. Railway tracks with concrete paths 14 are also arranged under viaducts, power lines and other unremovable road obstacles. These sections of the cars pass with aerodynamic elements 6 laid on the roof of the body 1. When modernizing the already existing single-lane high-speed railway lines, additional equipment must be needed for their acceleration and brake sections equipped with concrete tracks 14. Also, to ensure the safe passage of oncoming cars (trains) on the F / For tracks with a standard track width (1520 mm), it will be necessary to increase the distance between wheels 3 and 4 to 2000 ÷ 2500 mm. At the same time, at the time of convergence of oncoming trains, they may additionally bend over to the outside. Before the car begins to tilt (smoothly), passengers are alerted with a sound or light signal.

При включении нескольких аэродинамических Ж/Д вагонов в состав поезда с локомотивом, последний также оснащается парой аэродинамических элементов 6. А также оборудуется двумя типами колес: двухребордными 3 и с резиновыми шинами 4.When several aerodynamic railway cars are included in the train with a locomotive, the latter is also equipped with a pair of aerodynamic elements 6. And it is also equipped with two types of wheels: two-chord 3 and with rubber tires 4.

Claims (4)

1. Железнодорожный вагон, содержащий закрытый кузов с устройствами для сцепки с другими вагонами или локомотивом на обоих торцах и установленный на две ж/д тележки, отличающийся тем, что на крыше кузова установлены с шарнирным сочленением два аэродинамических элемента в виде самолетного крыла и один из которых располагается горизонтально, а другой - вертикально, а в ж/д тележках с одной их стороны установлены двухребордные колеса со стальными бандажами, а с другой стороны установлены колеса с резиновыми шинами.1. A railway car containing a closed body with devices for coupling with other cars or a locomotive at both ends and mounted on two railway carts, characterized in that two aerodynamic elements in the form of an airplane wing and one of which is located horizontally, and the other vertically, and in railway carts two-sided wheels with steel tires are installed on one side, and wheels with rubber tires are installed on the other side. 2. Вагон по п. 1, отличающийся тем, что оба аэродинамических элемента имеют возможность укладываться продольно на крышу кузова, а также имеют возможность изменять поперечный крутящий момент, передаваемый ими на кузов в процессе движения.2. The car under item 1, characterized in that both aerodynamic elements have the ability to fit longitudinally on the roof of the body, and also have the ability to change the transverse torque transmitted by them to the body during movement. 3. Вагон по п. 1, отличающийся тем, что в нем установлен двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором.3. The car under item 1, characterized in that it has an internal combustion engine with an electric generator. 4. Вагон по п. 1, отличающийся тем, что колеса ж/д тележек оснащены электроприводом.4. The car according to claim 1, characterized in that the wheels of the railway carriage are equipped with an electric drive.
RU2018120413A 2018-06-01 2018-06-01 Aerodynamic railway car RU2693423C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120413A RU2693423C1 (en) 2018-06-01 2018-06-01 Aerodynamic railway car

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120413A RU2693423C1 (en) 2018-06-01 2018-06-01 Aerodynamic railway car

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693423C1 true RU2693423C1 (en) 2019-07-02

Family

ID=67252195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120413A RU2693423C1 (en) 2018-06-01 2018-06-01 Aerodynamic railway car

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693423C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU42570A1 (en) * 1934-05-17 1935-04-30 И.К. Тепляков Monorail Transport Device
DE102008031057A1 (en) * 2008-07-01 2009-02-26 Daimler Ag Vehicle operating device, has fixed rail wheel and pivotable road wheel arranged at longitudinal control arm suspension of vehicle, and suspension arranged at drive-and suspension module
WO2012048449A1 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 Zhang Yaosheng Railway vehicle with aerofoil
RU2488500C2 (en) * 2011-08-04 2013-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт конструкторско-технологической информатики Российской академии наук (ИКТИ РАН) Monorail transport system with air cushioned cars

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU42570A1 (en) * 1934-05-17 1935-04-30 И.К. Тепляков Monorail Transport Device
DE102008031057A1 (en) * 2008-07-01 2009-02-26 Daimler Ag Vehicle operating device, has fixed rail wheel and pivotable road wheel arranged at longitudinal control arm suspension of vehicle, and suspension arranged at drive-and suspension module
WO2012048449A1 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 Zhang Yaosheng Railway vehicle with aerofoil
RU2488500C2 (en) * 2011-08-04 2013-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт конструкторско-технологической информатики Российской академии наук (ИКТИ РАН) Monorail transport system with air cushioned cars

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102501858B (en) Narrow-gauge electric motor car
US6688235B2 (en) Suspended coach transportation system
CN105197047A (en) Rubber tire low-floor bogie
RU2289521C1 (en) Overhead two-rail tramway
CN108639069B (en) Rail system suitable for station
CN109484424A (en) A kind of independent wheel bogie of linear motor driving
US9915035B1 (en) Bidirectional railroad track to maglev guideway transition system
CN110509946B (en) Single-axle bogie of suspension type monorail vehicle adopting hub reduction gear
JP2015067110A (en) Vehicle and travelling system
US2825291A (en) Overhead urban railway
JP2007331713A (en) Low-floor type railroad vehicle truck
US2709968A (en) Traction increasing devices for railroads
RU2494897C2 (en) High-speed transport system, hollow lead beam (versions), bogie (versions) and rolling stock (versions)
CN102501864A (en) Trailer of narrow-gauge electric locomotive
US20180065433A1 (en) Dual-mode, adjustable-span vehicles (dmasv) and a rail freeway system
WO2022021978A1 (en) Composite power wheel pair, train, wheel rail system, and train control method
US640050A (en) Suspension-railway and car or carriage therefor.
RU2693423C1 (en) Aerodynamic railway car
US1900914A (en) System for preventing the derailment of screw-driven vehicles
CN202294860U (en) Trailer for narrow-gauge electric locomotive
KR100660151B1 (en) Vehicles transit apparatus
US1697636A (en) Duplex monorail
RU2666609C1 (en) Transport system with rail vehicle
KR101383222B1 (en) Railcar system for improvement driving performance
Pavlov et al. Influence of the braking on the comfort during positioning of a metro train